第一部分 材质与肌理 A、材料的力学特性 材料的力学特性是一门学科，主要研究材料在荷载的条件下可能产生 的变化，包括材料抵抗外力的方式，所产生的位移，材料本身因疲劳 所产生的变化等等。 材料在外力的作用下所发生的变化是因外力的不同特点而变化的，并 不是一成不变的，外力如果是重力，这是一种由上而下的力，力的作 用是使下面的材料产生荷载变形，若重力大于下面材料的应力，材料 会由于长期的超负荷疲劳而发生结构破坏。如果外力是一种运动性质 的力，例如轴承，还有制造交通工具的材料，游乐器材的材料等，是 种长期处于运动状态的材料，容易产生疲劳，对材料的要求会更高 些 如果外力属于冲击性荷载的话，对被冲击的材料就需要更高的 质量。除此以外，对材料还要研究其分子结构不同而产生的不同拉伸 度
A、材料的力学特性 • 材料的力学特性是一门学科，主要研究材料在荷载的条件下可能产生 的变化，包括材料抵抗外力的方式，所产生的位移，材料本身因疲劳 所产生的变化等等。 • 材料在外力的作用下所发生的变化是因外力的不同特点而变化的，并 不是一成不变的，外力如果是重力，这是一种由上而下的力，力的作 用是使下面的材料产生荷载变形，若重力大于下面材料的应力，材料 会由于长期的超负荷疲劳而发生结构破坏。如果外力是一种运动性质 的力，例如轴承，还有制造交通工具的材料，游乐器材的材料等，是 一种长期处于运动状态的材料，容易产生疲劳，对材料的要求会更高 一些。如果外力属于冲击性荷载的话，对被冲击的材料就需要更高的 质量。除此以外，对材料还要研究其分子结构不同而产生的不同拉伸 度。 第一部分 材质与肌理
第一部分 材质与肌理 “拉伸度”，是指物质材料在外力的作用下，材料变形的可能承受 范围。拉伸度可能与环境的温度有关，在一定的温度条件下，材料 会因为温度而变形，例如，有机玻璃在加热后会出现明显的变形， 利用这一特性，能用有机玻璃设计出很美的造型。一块钢板，通过 不断的敲打能制作成一个锅子。材料的这种拉伸度的体现会使它的 长度和体量膨胀或缩小，使材料具有可塑性，如果由于这种膨胀变 形或收缩变形被阻止，材料就会产生压缩应力和膨胀拉力，结构就 会受到变形甚至破坏。为了避免上述问题的出现，在材料的选用与 处理上应有相应的措施。 在材料特性的把握中，对于蠕变的研究是不可缺少的。蠕变是 种从量变到质变的渐变过程，例如我们的书架托板会随着使用的 时间而向下弯曲，这是沉重的书籍的重力所致，托板的变形是一个 较长的时间，开始是弹性应力发生作用，能与重力基本达到平衡， 但随着时间而产生的材料疲劳会降低其弹力应力，从而出现材料的 蠕变。在一定的时间段，蠕变会控制在一种平衡状态，然后，会由 量变发展为质变，最终导致材料的破坏。对于材料的蠕变研究能使 我们更有效地控制物质使用的寿命，所以在建筑设计、产品设计中 都特别重视材料的蠕变数据。在任何立体构成设计中也应注意到这 个问题
• “拉伸度” ，是指物质材料在外力的作用下，材料变形的可能承受 范围。拉伸度可能与环境的温度有关，在一定的温度条件下，材料 会因为温度而变形，例如，有机玻璃在加热后会出现明显的变形， 利用这一特性，能用有机玻璃设计出很美的造型。一块钢板，通过 不断的敲打能制作成一个锅子。材料的这种拉伸度的体现会使它的 长度和体量膨胀或缩小，使材料具有可塑性，如果由于这种膨胀变 形或收缩变形被阻止，材料就会产生压缩应力和膨胀拉力，结构就 会受到变形甚至破坏。为了避免上述问题的出现，在材料的选用与 处理上应有相应的措施。 • 在材料特性的把握中，对于蠕变的研究是不可缺少的。蠕变是 一种从量变到质变的渐变过程，例如我们的书架托板会随着使用的 时间而向下弯曲，这是沉重的书籍的重力所致，托板的变形是一个 较长的时间，开始是弹性应力发生作用，能与重力基本达到平衡， 但随着时间而产生的材料疲劳会降低其弹力应力，从而出现材料的 蠕变。在一定的时间段，蠕变会控制在一种平衡状态，然后，会由 量变发展为质变，最终导致材料的破坏。对于材料的蠕变研究能使 我们更有效地控制物质使用的寿命，所以在建筑设计、产品设计中 都特别重视材料的蠕变数据。在任何立体构成设计中也应注意到这 个问题。 第一部分 材质与肌理
第一部分 材质与肌理 B、材料的质量与加工特性 材料的加工是使材料适合于使用的主要工序，根据材料的不同， 加工的方法有很大的差异性。 对金属来说，加工的主要方法是：翻铸、切割、车、刨、钻、铣， 弯折、抛光、焊接、电鍍、油漆等，通过加工的各个步骤，使材料 能成形，也可以通过阳极氧化处理、表面着色处理、表面轧花来符 合结构或装饰上的特定需要。 对木材来说，加工的主要方法是：锯、刨、凿、钻、镶、接、贴、 抛光、油漆。 而塑料的加工也有着自己的特点，它质轻，强度高，抗腐蚀，耐磨 性好，热塑性的材料还可以回收再利用，所以，加工的主要内容不 外是开模具，注塑成形、压制成形或吹塑成形，修整，组接等
B、材料的质量与加工特性 • 材料的加工是使材料适合于使用的主要工序，根据材料的不同， 加工的方法有很大的差异性。 • 对金属来说，加工的主要方法是：翻铸、切割、车、刨、钻、铣、 弯折、抛光、焊接、电鍍、油漆等，通过加工的各个步骤，使材料 能成形，也可以通过阳极氧化处理、表面着色处理、表面轧花来符 合结构或装饰上的特定需要。 • 对木材来说，加工的主要方法是：锯、刨、凿、钻、镶、接、贴、 抛光、油漆。 • 而塑料的加工也有着自己的特点，它质轻，强度高，抗腐蚀，耐磨 性好，热塑性的材料还可以回收再利用，所以，加工的主要内容不 外是开模具，注塑成形、压制成形或吹塑成形，修整，组接等。 第一部分 材质与肌理
第一部分 材质与肌理 C、材料的视觉特性 所谓材料的视觉特性是指运用材料加工的方法，是材料符合 结构在视觉审美上的需要，这里的加工手段主要有以下一些方法： 材料表面的肌理利用和肌理制作 大部分材料都具有显在的肌理，我们在选择材料时就应对不同材 料的显在肌理有所考虑，例如对木材和石材。有时可以通过对材 料的加工，来达到获得肌理，例如木材可以车、刨、雕刻和贴面； 金属可以锻压、铣、车、冲、镶嵌； 材料表面的色彩制造 大部分材料都具有色彩，天然的色彩具有朴素美、真实感，但也 可以对材料进行色彩的附着加工，使之保护材料和美观材料。木 材的着色方法主要是油漆，但也可以将金属薄板粘贴上去的方法， 将有机化合材料附着其表面来改变色彩。对于金属材料可以有电 镀、喷漆、喷塑等着色方法，也有抛光、拉丝、镶嵌等手段。当 然，许多材料还可以通过软织物包扎，利用织物的色彩。 在材料上用打孔、粘贴、镶嵌、包扎都是使材料增加视觉特 性的手段
C、材料的视觉特性 • 所谓材料的视觉特性是指运用材料加工的方法，是材料符合 结构在视觉审美上的需要，这里的加工手段主要有以下一些方法： • 材料表面的肌理利用和肌理制作 • 大部分材料都具有显在的肌理，我们在选择材料时就应对不同材 料的显在肌理有所考虑，例如对木材和石材。有时可以通过对材 料的加工，来达到获得肌理，例如木材可以车、刨、雕刻和贴面； 金属可以锻压、铣、车、冲、镶嵌； • 材料表面的色彩制造 • 大部分材料都具有色彩，天然的色彩具有朴素美、真实感，但也 可以对材料进行色彩的附着加工，使之保护材料和美观材料。木 材的着色方法主要是油漆，但也可以将金属薄板粘贴上去的方法， 将有机化合材料附着其表面来改变色彩。对于金属材料可以有电 镀、喷漆、喷塑等着色方法，也有抛光、拉丝、镶嵌等手段。当 然，许多材料还可以通过软织物包扎，利用织物的色彩。 • 在材料上用打孔、粘贴、镶嵌、包扎都是使材料增加视觉特 性的手段。 第一部分 材质与肌理
立体构成三维设计基础 上海交通大学媒体与设计学院设计系主讲：孔繁强副教授
立体构成——三维设计基础 上海交通大学媒体与设计学院设计系 主讲：孔繁强副教授